第2章 第2节 第2课时 反应条件对化学平衡的影响（Word练习）-【优化指导】2024-2025学年新教材高中化学选择性必修1（鲁科版2019）

第2章　第2节　第2课时 1．放热反应2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)达到平衡后，若分别采取下列一项措施：①增大压强　②减小NO2的浓度　③增大O2浓度　④升高温度　⑤加入催化剂，能使平衡向正反应方向移动的是(　　) A．①②③　　 B．②③④ C．③④⑤　　 D．①②⑤ A　[增大压强、增大O2浓度或减小NO2浓度，平衡均向正反应方向移动，①、②、③均正确；升高温度，平衡向逆反应反向移动，④错误，加入催化剂，平衡不移动，⑤错误。] 2．下列有关化学平衡的描述，不正确的是(　　) A．向反应体系Cl2(aq)＋H2O(l)HCl(aq)＋HClO(aq)中加入NaOH溶液，颜色变浅 B．恒容条件下，升高反应体系2NO2(g)N2O4(g)　ΔH＜0的温度，颜色变深 C．一定温度下，向体积不变的反应体系2HI(g)H2(g)＋I2(g)中加入HI，颜色变深 D．一定温度下，向体积不变的反应体系CaCO3(s)CaO(s)＋CO2(g)中通入CO2，平衡后c(CO2)增大 D　[加入NaOH溶液，HCl、HClO发生酸碱中和反应，生成物浓度减小，平衡正向移动，不断消耗Cl2，溶液颜色变浅，A正确；升高温度，平衡逆向移动，c(NO2)增大，颜色加深，B正确；恒容时加入HI(g)，反应物浓度增大，平衡正向移动，c(I2)增大，颜色变深，C正确；恒容时，通入CO2，平衡时，由于温度不变，平衡常数K＝c(CO2)不变，则c(CO2)不变，D错误。] 3．下列反应不能用勒·夏特列原理解释的是(　　) A．工业制取金属钾Na(l)＋KCl(l)NaCl(l)＋K(g)选取适宜的温度，使K变成蒸气从反应混合物中分离出来 B．氯水宜保存在低温、避光条件下 C．硫酸生产中用98%的硫酸吸收SO3，而不用H2O或稀硫酸吸收SO3 D．医生给一氧化碳中毒患者吸氧 C　[分离出K蒸气，减小生成物的浓度，使平衡正向移动，有利于制取K，A正确；氯水中存在平衡：Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO，HClO见光、受热易分解为HCl和O2，故低温、避光保存氯水，防止平衡正向移动，B正确；硫酸生产中用98%的硫酸吸收SO3，防止形成酸雾，与平衡移动无关，C错误；医生给一氧化碳中毒患者吸高压氧，增大氧气浓度，使血红蛋白与CO分离，减轻中毒症状，D正确。] 4．对可逆反应：2A(s)＋3B(g)C(g)＋2D(g)　ΔH<0，在一定条件下达到平衡，下列有关叙述正确的是(　　) ①增加A的量，平衡向正反应方向移动；②升高温度，平衡向正反应方向移动；③压强增大一倍，浓度商不变，平衡不移动；④增大B的浓度，平衡正向移动；⑤加入催化剂，B的转化率提高 A．①②　　　　 B．只有④ C．只有③　　 D．③④ D　[A是固体，增加A的量，平衡不移动，①错误；升高温度，平衡逆向移动，②错误；该反应是前后气态物质系数不变的反应，增大压强，浓度商不变，平衡不移动，③正确；增大B的浓度，平衡正向移动，④正确；加入催化剂，平衡不移动，B的转化率不变，⑤错误。] 5．某同学研究浓度对化学平衡的影响，下列说法正确的是(　　) 已知： Cr2O(aq)＋H2O(l)2CrO(aq)＋2H＋(aq) (橙色)　　　　　　　(黄色) ΔH＝＋13.8 kJ/mol 步骤： 现象： 待试管b中颜色不变后与试管a比较，溶液颜色变浅。 滴加浓硫酸，试管c温度略有升高，溶液颜色与试管a相比，变深。 A．该反应是一个氧化还原反应 B．待试管b中溶液颜色不变的目的是使Cr2O完全反应 C．该实验不能证明减小生成物浓度，平衡正向移动 D．试管c中的现象说明影响平衡的主要因素是温度 C　[该反应中Cr2O与 CrO中铬元素为＋6价，没有变价，不属于氧化还原反应，A错误；待试管b中溶液颜色不变的目的是使OH－与H＋充分完全反应，使平衡正向移动，与a中颜色进行比较，而不是使Cr2O完全反应，B错误；试管b中加入NaOH溶液，水对于平衡也存在影响，也对溶液进行稀释，故不能确定是减小生成物浓度，平衡正向移动，C正确；试管c中加入浓硫酸，浓硫酸中存在H＋，也会对平衡进行影响，不能证明影响平衡的因素是温度，D错误。] 1．下列事实中不能用勒·夏特列原理解释的是(　　) A．实验室用排饱和食盐水的方法收集氯气 B．对反应H2(g)＋I2(g)2HI(g)，加压后气体颜色变深 C．FeS不溶于水，但能溶于稀盐酸中 D．合成氨工业使用高压以提高氨气的产量 B　[溶于水的部分Cl2与水发生反应：Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO，饱和食盐水中c(Cl－)较大，使上述平衡逆向移动，降低了Cl2的溶解性，便于收集Cl2，A正确。反应是前后气体总分子数不变的反应，增大压强，平衡不移动，但容器的容积缩小，c(I2)增大，气体颜色变深，B错误。FeS与稀盐酸反应生成FeCl2和H2S气体，H2S从溶液中逸出，有利于FeS的溶解，C正确。合成氨反应为N2＋3H22NH3，高压条件有利于平衡正向移动，提高氨气产量，D正确。] 2．在密闭容器中发生如下反应：aX(g)＋bY(g)cZ(g)＋dW(g)，反应达到平衡后保持温度不变，将气体体积压缩到原来的，当再次达到平衡时，W的浓度为原平衡时的1.8倍。下列叙述中不正确的是(　　) A．平衡向逆反应方向移动 B．a＋b<c＋d C．Z的体积分数增大 D．X的转化率下降 C　[体积压缩到原来的，若平衡不移动，W的浓度应为原平衡的2倍，而实际W的浓度为原平衡时的1.8倍，说明增大压强时，平衡逆向移动，则有a＋b<c＋d，A、B均正确。平衡逆向移动，X的转化率下降，Z的体积分数减小，则C错误，D正确。] 3．某可逆反应平衡常数表达式为K＝。达到平衡状态时，如果升高温度(其他条件不变)，则K值减小。下列说法正确的是(　　) A．反应的热化学方程式为NO2(g)＋SO2(g)NO(g)＋SO3(g)　ΔH＞0 B．混合气体的平均摩尔质量保持不变，说明反应已达到平衡 C．一定条件下达到平衡时，缩小容器体积，增大体系压强，气体颜色加深 D．使用合适的催化剂可使该反应的反应速率和平衡常数增大 C　[根据平衡常数的书写要求及平衡常数表达式可知，该反应为NO2(g)＋SO2(g)NO(g)＋SO3(g)，升高温度，K值减小，说明升高温度，平衡逆向移动，ΔH<0，故该反应的热化学方程式为NO2(g)＋SO2(g) NO(g)＋SO3(g)　 ΔH<0，A错误。混合气体的总质量和总物质的量均不变，则混合气体的平均摩尔质量始终不变，不能判断是否达到平衡，B错误。缩小容器体积，增大体系压强，平衡不移动，但c(NO2)增大，气体颜色加深，C正确。使用合适催化剂，能加快反应速率，但平衡不移动，平衡常数不变，D错误。] 4．I2在KI溶液中存在下列平衡：I2(aq)＋I－(aq)I(aq)。测得不同温度下该反应的平衡常数(单位省略)如下表： t/℃ 5 15 25 35 50 K 1.000 841 680 533 409 下列说法正确的是(　　) A．反应I2(aq)＋I－(aq)I(aq)的ΔH>0 B．利用该反应可以除去硫粉中少量的碘单质 C．在上述平衡体系中加入苯，平衡不移动 D．25 ℃时，向溶液中加入少量KI固体，平衡常数K小于680 B　[由表中数据可知，升高温度，平衡常数减小，说明升高温度，平衡逆向移动，则该反应的ΔH<0，A错误；硫粉中的I2可溶于KI溶液，而单质硫则不溶，故利用该反应可以除去硫粉中少量的碘单质，B正确；I2在苯中的溶解度大于在水中的溶解度，上述平衡体系中加入苯，I2从水中转移到苯中，水中c(I2)减小，平衡逆向移动，C错误；25 ℃时，向溶液中加入少量KI固体，平衡正向移动，由于温度不变，则平衡常数不变，仍等于680，D错误。] 5．为探究浓度对化学平衡的影响，设计实验如下： Ⅰ.向5 mL 0.05 mol/L FeCl3溶液中加入5 mL 0.05 mol/L KI溶液(反应a)，平衡后分为两等份 Ⅱ.向一份加入饱和KSCN溶液，变红(反应b)；加入CCl4，振荡、静置，下层显极浅的紫色 Ⅲ.向另一份加入CCl4，振荡、静置，下层显紫红色。 结合实验，下列说法不正确的是(　　) A．反应a为：2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2 B．Ⅱ中，反应a进行的程度大于反应b C．I中，反应后混合液存在c(Cl－)＞c(K＋) D．比较水溶液中c(Fe2＋)：Ⅱ＜Ⅲ B　[Fe3＋具有较强氧化性，I－具有还原性，二者发生氧化还原反应，则实验Ⅰ中反应a为2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2，A正确。反应b中加入饱和KSCN溶液，Fe3＋与SCN－发生反应：Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3，使反应a中平衡逆向移动，溶液中c(I2)减小，故加入CCl4，振荡、静置，下层显极浅的紫色，故反应b进行的程度大于反应a，B错误。反应a所得溶液中含有FeCl2和KCl等，故反应后混合液存在c(Cl－)＞c(K＋)，C正确。对比实验Ⅱ、Ⅲ中加入CCl4振荡、静置后CCl4层的颜色，说明Ⅲ水溶液中c(I2)大于Ⅱ，据此推知Ⅲ中反应2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2正向进行的程度大于Ⅱ，故水溶液中c(Fe2＋)：Ⅱ＜Ⅲ，D正确。] 6．一定条件下，NH3(g)和NO(g)发生反应：2NH3(g)＋8NO(g)5N2O(g)＋3H2O (g)。 设起始时n(NO)/n(NH3)＝Z，恒压下，平衡时NH3的体积分数φ(NH3)与Z和T(温度)的关系如图所示，下列说法正确的是(　　) A．升高温度，该反应的平衡常数(K)减小　 B．b＜3＜a　 C．M点对应的平衡混合物中n(NO)/n(NH3)＜3 D．温度不变时，M点对应的平衡在加压后φ(NH3)增大 C　[由图可知，Z一定时，温度升高，φ(NH3)逐渐减小，说明平衡正向移动，该反应为吸热反应，则平衡常数(K)增大，A错误；温度一定时，Z越大，NH3的转化率越大，φ(NH3)越小，则有b＞3＞a，B错误；M点所在曲线起始时n(NO)/n(NH3)＝3，升高温度，平衡正向移动，n(NO)/n(NH3)减小，则有n(NO)/n(NH3)＜3，C正确；温度不变时，M点对应的平衡加压后，平衡正向移动，则φ(NH3)减小，D错误。] 7．乙炔(HC≡CH)是制造乙醛、合成橡胶、合成纤维等的基本原料。 (1)利用甲烷催化裂解制取乙炔的反应为2CH4(g)―→HC≡CH(g)＋3H2(g)　ΔH。已知键能数据如下表： 共价键 H—H C—H C≡C 键能/(mol·L－1) 436 413 812 则该反应的ΔH等于__________kJ·mol－1。 (2)甲烷裂解时还发生副反应：2CH4(g)C2H4(g)＋2H2(g)。甲烷裂解时，气体平衡分压(Pa)的对数lg P与温度(℃)的关系如图1所示。 图1 ①1 725℃时，向恒容密闭容器中充入CH4，达到平衡时CH4生成C2H2的平衡转化率为________。 ②1 725℃时，反应2CH4(g)C2H4(g)＋2H2(g)的平衡常数Kp＝__________________(用平衡分压代替平衡浓度计算，省略单位)。 ③为提高甲烷制乙炔的产率，除改变温度外，还可采取的措施有________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)利用CH2＝CHCl(g)制取HC≡CH(g)，发生反应：CH2＝CHCl(g)HC≡CH(g)＋HCl(g)。在恒容密闭容器中充入一定量CH2＝CHCl(g)进行反应，两种有机物的物质的量分数(φ)与温度的关系如图2所示。 图2 ①温度低于290℃时，乙炔的物质的量分数几乎为0，其原因是____________________________________________________________________。 ②350℃时，图中A点乙炔的产率为_______________________________________。 (4)工业上利用乙炔、CO和乙醇合成丙烯酸乙酯(简称EA)，该方法称为乙炔羰基化法，反应原理为HC≡CH(g)＋CH3CH2OH(l)＋CO(g)===CH2＝CHCOOC2H5(l)　ΔH＝－220.2 kJ/mol。 EA产率与反应压强的关系如图3所示： 图3 图中曲线呈现先升高后降低的变化趋势，其升高的原因是_____________________________________________________。 解析　(1)根据反应热与键能的关系可知，该反应的ΔH＝8×E(C—H)－[2×E(C—H)＋ E(C≡C)＋3×E(H—H)]＝6×413 kJ·mol－1－812 kJ·mol－1－3×436 kJ·mol－1＝＋358 kJ·mol－1。 (2)①由图可知，1 725℃达到平衡时，CH4、C2H2、C2H4的平衡分压的对数分别为2、2、1，则三者的平衡分压分别为100 Pa、100 Pa和10 Pa；根据阿伏加德罗定律可知，同温同压下，不同气体的压强之比等于其物质的量之比，则CH4、C2H2、C2H4的物质的量之比为10∶10∶1，据碳原子守恒可得，CH4生成C2H2的平衡转化率为×100%＝62.5%。 ②1 725℃达到平衡时，lg P(H2)＝5, P(H2)＝105 Pa，则反应2CH4(g)C2H4(g)＋2H2(g)的平衡常数Kp＝[P(C2H4)·P(H2)2]/P(CH4)2＝[1×(105)2]/1002＝1×106(单位省略)。 ③为提高甲烷制乙炔的产率，除改变温度外，还可采取的措施有：充入适量乙烯使副反应逆向进行，或使用对甲烷转化为乙炔的选择性更高的催化剂等。 (3)①温度低于290℃时，催化剂的活性较低，反应速率较小，乙炔的物质的量分数几乎为0。②图中A点CH2＝CHCl(g)、HC≡CH(g)的物质的量分数分别为70%、15%，则HCl的物质的量分数为15%，故CH2＝CHCl(g)、HC≡CH(g)和HCl的物质的量之比为70%∶15%∶15%＝14∶3∶3，据碳原子守恒可知，图中A点乙炔的产率为×100%≈17.6%。 (4)反应HC≡CH(g)＋CH3CH2OH(l)＋CO(g)===CH2＝CHCOOC2H5(l)的正向是气体总分子数减少的反应，增大压强，平衡正向移动，EA的产率增大。 答案　(1)＋358 (2)①62.5%　 ②1×106　③充入一定量乙烯或使用选择性更高的催化剂等 (3)①温度低于290℃时，催化剂的活性较低，反应速率较小　②17.6% (4)压强增大，平衡正向移动，EA的产率增大 学科网（北京）股份有限公司 $$